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原文传递光诱导微藻叶绿素自发荧光和表面特性变化及应用研究

论文题名：	光诱导微藻叶绿素自发荧光和表面特性变化及应用研究
关键词：	船舶压载水;微藻;叶绿素;自发荧光;表面特性
摘要：	随着全球经济一体化，各个国家之间的贸易往来不断增加，航运在其中占有着举足轻重的地位。然而船舶在航运过程中产生的船舶压载水生物入侵问题日益突出，其也被列为海洋四大污染源之一。根据船舶压载水公约要求，存活微藻的检测是压载水公约港口国监督检查的重要任务。目前，活体微藻常用的检测技术有染色法、三磷酸腺苷法和叶绿素自发荧光法，但是上述方法都存在各自的问题。因此非常有必要探究一种基于微藻自身物理特性的活性检测和分离技术。　　本文使用不同光源照射实验微藻不同时间，研究微藻的表面电荷、荧光强度和亲水性的变化情况，以及通过改变双水相的特性探究死活微藻在双水相系统中位置分布规律。主要研究内容有：　　（1）研究了死活微藻分别在白光、蓝光、红光和绿光照射不同时间后，表面电荷的变化情况。实验发现，活体微藻在光照6h后电动速度达到最大值，即此时表面电荷达到最大。不同光源下活体微藻电动速度最大值也不同，白光组最大，蓝光组和红光组基本相同但要小于白光组，绿光组最小。死亡微藻电动速度和光源种类与光照时间无关，随着死亡时间的增加而逐渐减小。光照6h活死微藻的尺寸速度（速度乘以直径）差达到最大值，此时利用电泳对活死微藻的分离是最好的。利用光照使微藻表面带电而产生的电动运动速度来表征微藻的死活情况，为压载水处理后判定微藻活性提供了一种新思路。　　（2）研究了活体微藻分别在白光、蓝光、红光和绿光照射不同时间后，微藻荧光强度和疏水率的变化情况。使用Ti-E倒置电动荧光显微镜测量活体微藻荧光强度，实验发现，在不同光源照射不同时间下，藻细胞的荧光强度不同。在白光的照射下，藻细胞荧光强度最大；蓝光和红光照射下荧光强度次之；绿光照射下荧光强度最小。在光照4h后，微藻在4种光源的照射下，荧光强度都基本达到最大值。利用分光光度计检测微藻在白光、蓝光、红光和绿光照射不同时间后的疏水率。实验发现，微藻表现为亲水性。在不同光源照射不同时间后，亲水性随之增强。4种光源影响不同，具体来看，白光＞蓝光≈红光＞绿光。　　（3）研究了活死微藻在由不同分子量和质量分数的聚乙二醇（PEG）和葡聚糖（DEX）组成的双水相体系中的分布情况。实验发现，由于活死微藻的亲水性强度不同，两者在双水相体系中呈现差异性分布。当改变聚合物的分子量和质量分数时，活死微藻的主要分布位置发生变化。实验结果表明，在由PEG-6000和DEX-145000组成的双水相体系中，质量分数在7%时上相中活死微藻的占比差值最大，上相活藻的分离率达到62%；在由PEG-20000和DEX-145000组成的双水相体系中，上相中活死微藻占比最大差值出现在质量分数在6%时，上相活藻的分离率达到81%。利用活死微藻的亲水性不同，在双水相中实现两者的分离，为活死微藻的分离研究提供了一种新的可能。　　本文研究发现不同光源和光照时间对微藻表面电荷、荧光强度和亲水性等特性均有影响。利用活死微藻表面电荷不同，实现了在微流控芯片中的电动分离；利用活死微藻的亲水性强度不同，实现了活死微藻在双水相体系中的分离。为船舶压载水中的活死微藻分离检测提供了一种新的思路方法。
作者：	刘震
专业：	船舶与海洋工程
导师：	宋永欣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2022